इक्सोड्स स्कैपुलारिस के लिए कृत्रिम झिल्ली फीडिंग पर टिक करें
Summary
यहां प्रस्तुत एक कृत्रिम झिल्ली प्रणाली के माध्यम से विट्रो में टिक्स को रक्त फ़ीड करने की एक विधि है ताकि विभिन्न प्रकार के टिक जीवन चरणों के आंशिक या पूर्ण संयोजन की अनुमति मिल सके।
Abstract
टिक्स और उनसे संबंधित बीमारियां उनके सार्वजनिक स्वास्थ्य और पशु चिकित्सा बोझ के कारण अध्ययन का एक महत्वपूर्ण विषय हैं। हालांकि, अध्ययन और पालन दोनों के दौरान टिक्स की भोजन की आवश्यकताएं प्रयोगात्मक प्रश्नों या टिक्स और उनके संबंधित रोगजनकों पर शोध करने के लिए प्रयोगशालाओं की क्षमता को सीमित कर सकती हैं। एक कृत्रिम झिल्ली आहार प्रणाली इन समस्याओं को कम कर सकती है और अनुसंधान के नए रास्ते खोल सकती है जो पारंपरिक पशु आहार प्रणालियों के साथ संभव नहीं हो सकती है। यह अध्ययन एक कृत्रिम झिल्ली भोजन प्रणाली का वर्णन करता है जिसे सभी इक्सोड्स स्कैपुलारिस जीवन चरणों के लिए भोजन और संवर्धन की सफलता के लिए परिष्कृत किया गया है। इसके अलावा, इस अध्ययन में वर्णित कृत्रिम झिल्ली भोजन प्रणाली को वांछित झिल्ली मोटाई के सरल शोधन के माध्यम से अन्य टिक प्रजातियों के साथ उपयोग के लिए संशोधित किया जा सकता है। कृत्रिम झिल्ली भोजन प्रणाली के लाभों को सिस्टम की श्रम गहनता, अतिरिक्त पर्यावरणीय कारकों से संतुलित किया जाता है जो भोजन की सफलता को प्रभावित कर सकते हैं, और प्रत्येक नई प्रजाति और टिक्स के जीवन चरण के लिए तकनीक को परिष्कृत करने की आवश्यकता होती है।
Introduction
टिक-जनित बीमारियां दुनिया भर में मनुष्यों और जानवरों के स्वास्थ्य को दृढ़ता से प्रभावित करती हैं, जो 2004 से 2016तक संयुक्त राज्य अमेरिका में सभी वेक्टर से जुड़ी बीमारियों के दो-तिहाई से अधिक के लिए जिम्मेदार हैं। इसके अतिरिक्त, हाल के वर्षों में मामलों की संख्या बढ़ रही है, जिसमें अधिक लोग और पशुधन टिक्स और उनकेसंबंधित रोगों से प्रभावित हो रहे हैं। जबकि मामले की संख्या में ऊपर की प्रवृत्ति के कई कारण हैं, बदलती जलवायु एक महत्वपूर्ण कारक 3,4 है। टिक-जनित रोग के मामलों की संख्या में अनुमानित चल रही वृद्धि टिक्स और उनके द्वारा संचारित रोगजनकों के बीच संबंधों की जांच करने के लिए नए उपकरण विकसित करने की आवश्यकता को रेखांकित करती है।
यह ज्ञात है कि टिक्स भोजन के दौरान शरीर विज्ञान और जीन अभिव्यक्ति में परिवर्तन से गुजरते हैं और ये परिवर्तन रोगज़नक़ संचरण 5,6 में भूमिका निभाते हैं। पशु मॉडल का उपयोग करके रोगज़नक़ संचरण और अधिग्रहण पर पूर्ण और आंशिक भोजन के प्रभावों की जांच करने वाले अध्ययन करना मुश्किल हो सकता है, खासकर उन स्थितियों में जहां कृंतक मॉडल किसी विशेष रोगज़नक़ द्वारा संक्रमण के लिए अतिसंवेदनशील नहीं होते हैं। उदाहरण के लिए, एनाप्लाज्मा फागोसाइटोफिलम वेरिएंट -1 स्ट्रेन स्वाभाविक रूप से इक्सोड्स स्कैपुलारिस और हिरण के बीच फैलता है, लेकिन चूहों को संक्रमित करने में असमर्थ है, जिससे प्रयोगशाला7 में टिक संक्रमण जटिल हो जाता है। ट्रांसजेनिक उत्परिवर्ती के उपयोग के माध्यम से बोरेलिया बर्गडोरफेरी जैसे रोगजनकों का अध्ययन करने में मदद करने के लिए कृत्रिम फीडिंग सिस्टम भी लागू किया जा सकता है जिसमें जीन विलोपन होता है जो संचरण या संक्रमण को रोकताहै। कृत्रिम आहार प्रणाली का उपयोग करने से शोधकर्ताओं को संक्रमण या संचरण को केवल टिक के पक्ष में होने की अनुमति देकर जीन की भूमिका को अलग करने में मदद मिलती है, जिससे किसी भी मेजबान प्रतिक्रिया को अलग किया जा सकता है जो इस तरह के अध्ययनों को भ्रमित कर सकता है।
इसी तरह, बीमारी और पशु संचरण में शामिल टिक्स के कुछ जीवन चरणों को सामान्य प्रयोगशाला मॉडल प्रजातियों पर फ़ीड करने के लिए प्रेरित नहीं किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, इक्सोड्स स्कैपुलारिस मादाओं को बड़े जानवरों पर खिलाया जाना चाहिए, आमतौर पर खरगोश9। जबकि अक्सर प्रयोगशाला प्रयोग के लिए सुलभ होता है, खरगोशों का उपयोग करने की प्रशासनिक और पशुपालन आवश्यकताएं छोटे कृन्तकों से अधिक होती हैं और कुछ प्रयोगशालाओं के लिए निषेधात्मक हो सकती हैं। अन्य टिक प्रजातियां, विशेष रूप से पशु चिकित्सा संबंधी चिंता के, मवेशियों या अन्य बड़े जानवरों पर खिलाया जाना चाहिए जो अधिकांश प्रयोगशालाओं में उपयोग करने के लिए व्यावहारिक नहीं हैं। इन विट्रो फीडिंग और संक्रमण के तरीके, जैसे कृत्रिम झिल्ली खिलाना, बड़े या विदेशी मेजबान जानवरों का उपयोग करने के विकल्प प्रदान करते हैं।
इसके अतिरिक्त, एक कृत्रिम भोजन प्रणाली का उपयोग कुछ विश्लेषणों की अनुमति देता है जो पारंपरिक पशु आहार विधियों के साथ संभव नहीं हो सकते हैं। ऐसा ही एक उदाहरण यह है कि, भोजन तंत्र से रक्त स्रोत को अलग करके, बी बर्गडॉर्फरी संचरण में विभिन्न मेजबानों के रक्त की भूमिका कीजांच संभव हो जाती है। मेजबान रक्त की यह परीक्षा और मेजबान प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया की अनुपस्थिति में रक्त स्वयं की भूमिका रोगज़नक़ संचरण चक्रों को समझने में सक्षम होने में एक महत्वपूर्ण कारक है और एक यह कि कृत्रिम भोजन प्रणाली11 का उत्तर देने में मदद करने में सक्षम है। मेजबान 8,12 में संचरण की सफलता और स्थापना की जांच करने के बजाय फ़ीड के दौरान एक रोगज़नक़ की सटीक संचरण संख्या को निर्धारित करना भी संभव हो जाता है।
हार्ड टिक के लिए बने कुछ पहले कृत्रिम भोजन झिल्ली 1950 और 1960 के दशक में जानवरों की खाल या पशु-व्युत्पन्न झिल्ली से बने थे। इन झिल्लियों की जैविक प्रकृति के कारण, नई झिल्ली के उत्पादन और शेल्फ जीवन दोनों के साथ समस्याएं थीं। 1990 के दशक में, पूरी तरह से कृत्रिम झिल्ली विकसित की गई थी जिसमें सिलिकॉन इंप्रेग्नेशन15,16 के साथ जाल, कागज या कपड़े के समर्थन का उपयोग किया गया था। सिलिकॉन आदर्श था क्योंकि इसके भौतिक गुण इसकी जैव-अंतर्निहित प्रकृति के साथ-साथ त्वचा की खिंचाव और मामूली कठोरता की नकल करते हैं। इस पर निर्माण करते हुए, क्रोबर और गुएरिन, जिनके काम पर यह तकनीक आधारित थी, ने आई रिसिनस17 के कृत्रिम भोजन के लिए एक सिलिकॉन-इंप्रेग्नेटेड रेयान मेम्ब्रेन फीडिंग तकनीक का वर्णन किया।
स्कैपुलारिस, एक निकट से संबंधित प्रजाति के लिए विधियों के शोधन ने झिल्ली के संकुचन में उपयोग किए जाने वाले सिलिकॉन की कठोरता, झिल्ली उत्पादन के नुस्खा, कक्ष के आयाम और अनुलग्नक उत्तेजक में उल्लेखनीय अंतर पैदा किया है। जबकि इस अध्ययन में बताए गए परिशोधनों के परिणामस्वरूप एंड्रेड एट अल द्वारा रिपोर्ट की गई झिल्ली विशेषताओं के समान झिल्ली विशेषताएं हैं, जिन्होंने आई स्कैपुलारिस में उपयोग के लिए क्रोबर और गुएरिन पर आधारित सिलिकॉन-आधारित झिल्ली भी विकसित की है, सिलिकॉन इम्प्रेग्नेशन चरणों में अंतर है, जो आई स्कैपुलारिस15 के अपरिपक्व जीवन चरणों के लिए इस प्रोटोकॉल का उपयोग करने के लचीलेपन की अनुमति देता है। 18. यह अध्ययन इस पद्धति के बार-बार उपयोग के आधार पर परिवर्धन और तकनीकी परिवर्तनों का भी वर्णन करता है, सर्वोत्तम प्रथाएं जिनके परिणामस्वरूप एक सफल फ़ीड होता है, और उत्पन्न होने वाली समस्याओं का निवारण होता है। इस विधि का उपयोग सभी सक्रिय जीवन चरणों को खिलाने, रोगजनक बैक्टीरिया के साथ टिक्स को संक्रमित करने और टिक्स को एंटीबायोटिक दवाओं 19,20 की कई खुराकके लिए उजागर करने के लिए किया गया है। जबकि दिखाया गया कृत्रिम झिल्ली भोजन विधि आई स्कैपुलारिस के लिए है, यह विधि झिल्ली मोटाई में मामूली संशोधनों के साथ टिक्स की अन्य प्रजातियों के लिए आसानी से अनुकूलनीय है।
Protocol
Representative Results
Discussion
टिक्स का कृत्रिम झिल्ली भोजन विभिन्न प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं के लिए एक उपयोगी उपकरण प्रदान करता है, लेकिन सभी अनुप्रयोगों के लिए पशु आहार को प्रतिस्थापित करने की संभावना नहीं है। जानवरों को खिलाने क…
Materials
| 00-10 Hardness Silicone | Smooth-On | Ecoflex 00-10 | Trial size from Smooth-On Store |
| 00-50 Hardness Silicone | Smooth-On | Ecoflex 00-50 | Trial size from Smooth-On Store |
| 30 Hardness Silicone | Smooth-On | Mold Star 30 | Trial size from Smooth-On Store |
| 6-well cell culture plates | Corning Incorporated | 3516 | |
| Adenosine triphosphate (ATP) | Millipore Sigma | A1852-1VL | Used to make an aqueous solution of 3 mM ATP that has been filter sterlized via 0.2 micometer filter |
| Bovine blood | HemoStat | DBB500 | Mechanically defibrinated; 500 mL is usually sufficient for one experiment |
| Clingwrap | Fisherbrand | 22-305654 | |
| Filter Paper | Fisherbrand | 09-790-2C | Autoclave and let cool before using. Can use Fine quality instead of medium too |
| Fluon (aqueous polytetrafluoroethylene) | Bioquip | 2871 | Available from other sources such as https://canada-ant-colony.com/products/fluon-ptfe-10ml |
| Glucose | Millipore Sigma | G8270-100G | |
| Hexane | Millipore Sigma | 139386-100ML | |
| Lens paper | Fisherbrand | 11-995 | 100% rayon |
| Nystatin | Gold Biotechnology | N-750-10 | |
| Parafilm | Fisherbrand | S37440 | |
| Penicillin/streptomycin/fungizone | Gibco | 15240-096 | Or equivalent generic with concentration as follows (10,000 units/mL of penicillin, 10,000 µg/mL of streptomycin, and 25 µg/mL of Amphotericin B) |
| Phagostimulant | Made in House | Collected from prior tick feeds | |
| Polycarbonate Pipe | McMaster-Carr | 8585K204 | Cut to 45 mm length, 1.25 inch outer diameter, 1 inch inner diameter. Cutting requires a chop saw grinding wheel. |
| Rubber O-rings | McMaster-Carr | 9452K38 | 5 mm thick, 1.25 inch inner diameter |
| Soft touch forceps | VWR | 470315-238 | |
| Super glue | cyanoacrylate glue | ||
| Unryu paper | Art supply stores | mulberry fiber 10 g/m2. Purchased at Wet Paint art supply store, St. Paul, MN, USA |
References
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